Шарапов В.М. д.т.н., професор

 

Затверджено Методичною радою університету як методичний посібник до виконання курсовго проекту з дисципліни “Основи конструювання елементів приладів” студентами спеціальності 6090900 “Прилади” та спеціальності 6090905 “Медичні прилади та системи” усіх форм навчання, протокол N від 2007 року.

 

 

© ЧДТУ

© І.С. Задорожний

© В.І. Задорожний

 

Бщие методические указания

Курсовое проектирование имеет большое значение в обобщении знаний, полученных по смежным дисциплинам, закреплении теоретического материала и приобретении практических навыков по дисциплине "Основы конструирования элементов приборов".

Курсовой проект по данной дисциплине - завершающая работа по изучению и практическому применению полученных навыков проектирования и конструирова­ния.

Основные задачи курсового проектирования:

а) ознакомление с научно-технической литературой по теме задания;

б) анализ конструкции аналогов;

в) проработка и усвоение методик расчета деталей на прочность, жесткость, точность;

г) ознакомление и практическое применение методик расчета редукторов на точность: кинематические погрешности и люфты;

д) расчеты передаточного числа и ступеней редуктора;

ж) конструирование деталей, сборочных единиц и устройств приборов;

е) приобретение навыков разработки общих видов чертежей, сборочных единиц, деталей, спецификации и оформления пояснительной записки;

з) обучение пользоваться специальными справочными каталогами и стандартами.

В качестве технического задания на курсовой проект выдаются задания на конструирование различных механизмов и приборных устройств.

Студенты получают индивидуальные задания, оформленные на специальном бланке.

В курсовой проект входят графические и текстовые документы.

Графические документы (общее количество графических чертежей -4 -5 листов формата А1), в частонсти:

I) ведомость спецификаций изделия и спецификации сборочных единиц, формат А4;

2) кинематическая схема - I лист формата А2 (420x594);

3) общий вид изделия - I лист формата A1 (594x841);

4) чертежи сборочных единиц 2 -3 сборочные единицы, 2-3 листа формата A2 (297x594);

5) рабочие чертежи 3 -5 сложных деталей, 5-8 листа формата А4 (210x297);
Текстовые документы (пояснительная записка ПЗ) включает разделы:.

1.Введение.

2.Назначение и область применения проектируемого изделия, усторойства.

3.Технические характеристики.

4.Описание и обоснование выбранной конструкции.

5.Расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность
конструкции.

5.1.Разработка кинематической схемы механической передачи и ее оптимизация.

5.2.Энергетический расчет приводного электродвигателя и выбор
кинематической схемы редуктора.

5.3.Расчет элементов конструкции механической передачи.

5.4.Расчет геометрических параметров зубчатых и других передач,
проверка прочности данных элементов.

5.5.Расчет модуля зацепления и проверка зубчатых колес на прочность изгиб и допустимые контактные напряжения.

5.6.Расчет нагрузки валов, расчет диаметров валов и геометрических размеров колес.

5.7.Расчет межосевых расстояний пар колес механической передачи.

5.8.Расчет статических моментов трения в опорах и на осях, моментов инерции, КПД.

5.9.Выбор подшипников подвижных соединений (скольжения, качения).

5.10.Выбор сопряжение, назначение степени точности колес.

5.11.Анализ замкнутых цепей особо ответственных сборочных единиц.

5.12.Расчеты механической передачи на точность: расчет кинематических погрешностей, расчет мертвого хода (статического люфта) и упругого хода (динамического люфта).

5.13. Уточненный расчет механической передачи при работе в широком диапазоне температур.

5.14.Оценка габаритно - массовых характеристик механической передачи.

5.15.Расчет баланса мощностей и моментов устройства.

6.Описание организации работ с применением разрабатываемого
изделия.

7.Показатели технологичности, стандартизации и унификации.

8.Список использованной литературы.

9. Приложении к пояснительной записке: техническое зада­ние и рецензия.

Студент, приступив к работе над проектом, должен ознакомиться с существующими аналогами, их расчетами, конструкцией и чертежами. Однако, варианты технического задания требуют конструирования оригинальной кон­струкции, отличающейся от аналога.

При конструировании необходимо придерживаться следующих правил:

- конструкция изделия должна состоять из взаимозаменяемых узлов и деталей с широким применением типовых, нормализованных, унифицированных и стандартных изделий;

- выбор посадок и допусков, расположение поверхностей для деталей следует выполнять с учетом необходимой точности соединения, условий его эксплуатации, изготовления, серийности сборки и посадки на монтажную основу;

- конструкция должна обеспечивать возможность раздельного парал­лельно-последовательного выполнения операций сборки, т.е. она должна заканчиваться автономной базовой деталью АБД, конечной базовой деталью КБД или монтажной основой МО; предусматривать автоматизацию сборки;

- сборочные единицы должна конструироваться из условия минимума габаритов и минимума массы или минимума момента инерции (максимума быстродействия);

- общий вид деталей должен отвечать требованиям точности обработки поверхностей, формы, технической эстетики для данного вида исполнения;

- количество применяемых марок материалов должно быть минимальным и отечественного производства;

- конструкция должна работать в широком диапазоне температур и быть вибропрочной в соответствии с категорией исполнения (У, УХ, УХЛ и т.д.)

 

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

2.1. Чертежи выполняют в карандаше или на компьютере в соответствии с действующими стандартами. При этом масштабы также должны быть стандартными. Предпочтителен масштаб 1:1. При разработка деталей малых размеров целесообразно применять масштабы увеличения.

2.2. Основные надписи следует размещать в правом нижнем углу поля чертежа. Для формата А4 основную надпись размещают вдоль короткой стороны чертежа.

Принятая на чертежах надпись покапана на рис 1 а. В графах основной надписи отмеченных номерами в скобках указывают: в графе I наименование изделии в именительном падеже единственного числа, а также наименование документа, если ему присвоен код. Порядок слов примой, например "колесо зубчатое", "арретир электромеханический"; в графе 2 - обозначение или шифр чертежа; в графе 3 - обозначение материала детали; в графе 4 - литера, присвоенная данному документу; и графе 5 - масса изделия; в графе 6 - масштаб; в графе 7 - порядко­вой номер листа, если их больше одного; в графе 8 - общее количество листов; в графе 9 -наименование или различительный индекс группы.

 

 

Рис. I. Основная надпись и форма спецификации.

а - форма основной надписи для чертежей и схем, б - форма первого листа

2.3. Согласно стандарта применяется следующая схема кодирования документов проекта. Для кодировки чертежей применяются четыре группы цифр и букв.

 

 

Учитывая то, что в университете отсутствует стандарт кодирования разработок, примем следующую схему: ЧДТУ 01 0101 П41– шифр университета, номер варианта задания, порядковый номер сборочного чертежа, порядковый номер детали и шифр учебной группы.

2.4. Спецификация является текстовым документом и выполняется на отдельных листах формата А4, форма первого листа спецификации пока­зана на рис. 1б. Названия граф (I, 2, 4, б, 7, 9) спецификации и основной надписи одни и те же.

2.5. Кинематическая схема изделия должна давать представление о принципе действия проектируемого изделия. Ее выполняют в виде развертки на плоскости или в аксонометрической проекции с применением условных графических обозначений, установленных стандартом [9].

На схемах допускается около графических обозначений элементов приводить различные технические данные, например, длины подвижек, но­минальные значения параметров; на свободных полях схемы - диаграммы движения, таблицы. Элементам присваиваю порядковые номера, начиная от источника движения - электродвигателя. Валы обозначают римскими цифрами, все остальные элементы – арабскими.

2.6. Для конструктивной проработки сборочных единиц и узлов предварительно выполняют компоновочные эскизы.

Чертеж общего вида должен содержать изображение изделий с его видами, разрезами, сечениями, выносными элементами, текстовой частью и надписями, необходимыми для понимания конструкции устройства, его работы и контроля требуемых параметров при оборке и контроле (сдаче). По нему разрабатывают рабочие чертежи деталей. Если в разрез оборки попадает несколько одиночных крепежных деталей, то одну из них следует вычер­тить полностью, а остальные допускается показывать упрощенно.

Покупные элемента конструкции показывают, не раскрывая подробной разработкой способ их крепления и монтажа.

На чертежах общего вида необходимо указывать габаритные, установочные и присоединительные размеры.

2.7. Рабочие чертежи детали должны содержать минимальное число видов, достаточное число размеров для осуществления ее изготовления и проверки и давать полное представление о ее форме.

Детали, представляющие собой тела вращения, необходимо располагать так, чтобы ось симметрии была горизонтальной. Корпуса, кронштейны и другие детали располагают в рабочем положении, либо основанием (монтажной основой) вниз. На чертеже детали указывают размеры, их предельные отклонения, отклонения формы и расположения поверхностей материала, химико-техническую обработку и покрытия и др.

Номинальные размеры деталей, полученные расчетным путем или выбранные из конструктивных соображений, должны быть округлены до значения линейных размеров рекомендуемых в [I, 14]. Надписи, таблицы и техни­ческие требования наносят согласно [7, 13, 25].

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

3.1. К подготовке пояснительной записки ПЗ следует приступать с начала проектирования. Технические расчеты, методы расчетов и справочные материалы должны фиксироваться в рабочих материалах и затем найти отражение в литературе к пояснительной записке.

3.2. Порядок выполнения технических расчетов:

- на основании всестороннего анализа и расчетов составляют кинема­тическую схему устройства, в которой продумывают варианты крепления зубчатых колес на валах или осях, платах или консольно, размещение электрических машин (приводных электродвигателей, датчиков, тахогенераторов), соединительных и тормозных муфт, направление вращения датчиков и общую компоновку устройства;

- если заданы исполнительные элементы в виде пружин или лепестков, выполняют их предварительный расчет и предварительную проработку;

- выполняют предварительные расчеты передаточного отношения редуктора и прорабатываю вид элементов редуктора от исполнительного органа до приводного двигателя (прямозубые или косозубые цилиндрические передачи, конические, червячные передачи или винтовые механизмы);

- выполняют разбивку передаточ­ного отношения редуктора по ступеням исходя из заданного условия: минимума габаритов, массы или др. условий;

- рассчитывают мощность и выбирают приводной электродвигатель;

- выполняют геометрическое конструирование устройства и проводят прочностные расчеты деталей и сборочных единиц устройства и передачи;

- выполняют расчеты на точность (кинематические погрешности, мертвые и упругие люфты) с учетом погрешностей изготовления колес и установки подшипников;

- выполняют расчеты технико-экономических показателей;

3.3. Пояснительную записку выполняют на компьютере или пишут от руки (для заочного обучения) на белой бумаге формата А4 с одной стороны листа. На каждом листе записки необходимо вычертить рамку тонкими линиями, отстоящую от левого края листа на 20 мм, от правого - на 10 мм, от верхнего и нижнего - на 15 мм.

3.4. Объем пояснительной записки 25-30 страниц. Во введении указывают область применения разрабатываемого устройства и основные задачи проектирования.

Нумерация страниц сквозная. На титульном листе пояснительной записки номер страницы не проставляют.

3.5. Разделы пояснительной записки нумеруют арабскими цифрами.
Каждый раздел разбивают на подпункты. Наименования разделов должны
быть краткими, соответствовать содержанию и записываться в виде заголовков прописными буквами.

3.6.Наименования и обозначения физических величин должны соответствовать ГОСТ 8.417-81.

3.7.Расчетные формулы, заимствованные из технической литературы,
приводят в записке с обязательной расшифровкой всех обозначений. ссылку в тексте на литературные источники заключают в квадратные скобки.

3.8. Рисунки (эскизы и схемы) располагают по тексту и нумеруют арабскими цифрами, например, рис. I, рис. 2 и т.д.